Geum.ru

Министерство образования и науки российской федерации курский государственный университет

Вид материалаКнига

Содержание


Сначала восходят к аксиомам, а затем спускаются к практике.
Глава 2. основные подходы
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12




Сначала восходят к аксиомам, а затем спускаются к практике.

Ф. Бэкон

В известной степени «знание, каким бы обильным и могущественным оно ни было, в конце концов, является только частью Бытия» [Джеммер 1985:  175]. Эту идею впоследствии Н. Бор образно представил в статье «О понятии причинности и дополнительности» (1948 г.), ссылаясь также на «учение древних о том, что в поисках гармонического отношения к жизни никогда нельзя забывать, что мы сами являемся одновременно и актерами, и зрителями драмы жизни» [Бор 1971:  398]. Поэтому несколько в другом плане, но эту же самую функцию связи физических теорий различной степени общности выполняет сформулированный Н. Бором принцип дополнительности (Complementarity), который, по словам самого автора, «выражает стремление до предела использовать понятия классических теорий при описании новых явлений» [Бор 1961: 8], а иногда толкуется как обобщение соотношения неопределенностей, выведенного В. Гейзенбергом в том же году.

Близость двух методологических принципов – соответствия и дополнительности – обусловлена тем, что своим рождением они обязаны открытию Планком новой постоянной h – кванта действия (введённого в классическую физику как ad hoc-гипотеза для преодоления трудностей в изучении распределении энергии в спектре излучения абсолютно чёрного тела) и возникшей благодаря этому необходимости исследовать связи и различия классических и квантовых понятий. С помощью квантовой гипотезы трудности были преодолены, но сама гипотеза противоречит основам классической физики и «образует в организме прежней теории совершенно чужое тело» [Планк 1966: 121]. Так, новые квантовые представления были столь необычными, что уложить их в старую картину мира оказывалось невозможным:  рассмотрение этих представлений на основе электродинамической картины мира каждый раз оказывалось несостоятельным. Потерпели крушение идеи де Бройля о волне-пилоте [Бройль 1962: 254–255]. Шрёдингер отказался от своей материалистической трактовки волновой функции и от представлений о частице как волновом пакете [Мостепаненко 1969: 200]. Таким образом, посредством дополнительного способа описания Н. Бор стремился найти выход из возникшего парадокса – признания ограниченности классических понятий и в то же время неизбежности их применения.

Предпочтительной оказалась не разработка новых, собственно квантовых понятий, а изменение способов описания, правил оперирования старыми, классическими понятиями. То, в чём детерминированная физика, а заодно – и онтология, видели, по Гегелю, абсолют противоположностей, Бор нашел «компромисс» (contraria non contradictoria sed complementa sunt), вне которого не способно состояться никакое атомное явление, когда «каждый из дополнительных аспектов теряет без другого физический смысл» [Кузнецов 1968:  14]. В поисках аналогий для квантово-механического принципа дополнительности Н. Бор писал в 1929 г.:  «Строго говоря, глубокий анализ любого понятия и его непосредственное применение взаимно исключают друг друга» [Бор 1971: 58]. Проходит почти два десятка лет, и в 1948 г. Бор повторяет ту же мысль:  «Практическое применение всякого слова находится в дополнительном отношении с попытками его строгого определения» [Там же:  398]. Иллюстрацией такого рассмотрения в истории физики может служить понимание пространства и времени.

Представление о пространстве и времени вытекало главным образом из учения Ньютона об этих категориях, нисходящего своими корнями к Демокриту, Эпикуру и Лукрецию. Опираясь на эмпирическую базу, накопленную многими поколениями астрономов, и на исследования по механике движения, выполненные Г. Галилеем, И. Ньютон не только узаконил принцип взаимной независимости пространства и времени, но и для самих этих понятий ввёл разграничения между абсолютными и относительными пространствами и временами. Кроме того, в первой из трёх своих классических аксиом движения он постулировал реальность покоя столь же абсолютного, как и абсолютное движение. Из учения Ньютона следует, что пространство не связано с материей, не является её свойством.

Г. Лейбниц, в отличие от И. Ньютона, истолковывал материю как духовную субстанцию. К материальному миру Лейбниц относил также свет, магнитные явления и другие «нечувственные среды». Как Аристотель, а затем и Декарт, он считал, что материя существует везде. По мнению Лейбница, время и пространство нельзя рассматривать вне вещей и процессов. Г. Гегель в своём пути решения апорий Зенона отмечал, что «сущностью движения является то, что оно есть непосредственное единство пространства и времени… Лишь в движении пространство и время действительны» [Гегель 1975: 63]. Но не привели к пересмотру взглядов на пространство и времени и работы Г. Минковского, утверждавшего, что «пространство само по себе и время само по себе превратились просто в фикцию, и лишь своего рода союз их сохраняет независимое существование» [Цит по:  Эйнштейн 1966: 23]. Критикуя классическую механику Галилея–Ньютона, А. Эйнштейн доказывает, что понятия одновременности (времени) и расстояния (пространства) относительны, то есть зависят от «положения и состояния движения систем отсчета» [Эйнштейн 1967а: 558]. По сути, движение, а точнее, «закон распределения света заставляет объединить трёхмерный континуум пространства и одномерный континуум времени в единое четырёхмерное пространство (континуум) [Эйнштейн 1966:  285].

Вместе с тем известный космологический принцип об однородности, изотропности и статичности Вселенной до 1923 г. не подвергался сомнению. Данное внутреннее противоречие общей теории относительности разрешилось благодаря А. Фридману, который постулировал, что Вселенная расширяется. А эвристическое значение работ Хаббла (в 1929 г. установил, что галактики разбегаются во все стороны) продемонстрировало истинность положения об отсутствии в Природе абсолютного покоя, а значит, понятие абсолютного пространства лишено содержания.

В свою очередь квантовая механика свидетельствует, что не только безмассовые фотоны, но и массивные частицы, включая стабильные электроны и протоны, находятся в непрестанном движении, участвуя во всевозможных взаимных превращениях и взаимодействиях. Принцип неопределенности В. Гейзенберга фактически устраняет возможность покоя для них:  микрообъект не может иметь одновременно координату x и определенный импульс p, причем неопределённости этих величин удовлетворяют условию

xp h,

где (h – постоянная Планка), то есть произведение неопределённостей координаты и импульса не может быть меньше постоянной Планка. Таким образом, наблюдатель при этом ограничен в выборе:  он может задаться точным положением частицы в пространстве при полной неопределённости во времени, либо точной фиксацией времени при неопределённости пространственного положения. Чтобы получить некоторое представление о величине предела, установленным данным неравенством, предположим, что положение электрона измерили с погрешностью до нанометра (10-9 м). В этом случае импульс электрона оказался бы столь неопределённым, что уже через секунду после измерения бесполезно было бы искать электрон на расстоянии меньше 100 км от места измерения. Это следствие специфики микрообъектов, отражающей особенности их объективных свойств, их двойственной корпускулярно-волновой природы. В качестве квантовотеоретического приближения к классической частице при описании квантового состояния электрона физики используют понятие волнового пакета.

Но так как абсолютный покой является фикцией на всех уровнях организации материи, это значит одно:  пространство и время неотделимы друг от друга, хотя и не взаимотождествены. Отношения между ними описываются в соответствии с принципом нетрадиционного дуализма или взаимной необходимости того, что воспринимается нашим сознанием как антагонизмы, рассмотренные Н. Бором:  они есть то, что существует, лишь взаимно дополняя друг друга.

Фундаментальные свойства элементарных частиц проявляются во взаимодействиях. Само по себе пространство не участвует ни в каких взаимодействиях и не является посредником, источником или результатом каких-либо реакций между различными видами материальных тел в том или ином состоянии. В этом смысле под пространством мы не понимаем какой-либо физический объект. Пространство (наряду со временем), по сути, есть способ существования материи, а не его разновидность. Поэтому материальное находится с пространством-временем не в причинно-следственной связи, а в отношении, подпадающем под принцип дополнительности:  идеальное и материальное существуют лишь взаимно дополняя друг друга.

Таким образом, универсальность принципа дополнительности позволяет считать оправданным его возможную экстраполяцию, придавая ему статус метатеоретического принципа. Развитие физики не предстает перед нами как процесс отрицания физических теорий, а является закономерным и последовательным обобщением, в процессе которого обнаруживается преемственность прогрессирующего научного знания и объективная ценность физических теорий.

Таким образом, в известном смысле синтетической функцией обладает не только принцип дополнительности, но и все метатеоретические принципы физики. Вместе с тем, высшую форму синтеза физической картины мира осуществляют философские [всеобщие] принципы, обеспечивая единство научного знания, выражая целостность Природы. Поэтому система взаимосвязанных принципов, используемая в познании физических объектов, представляет собой известную иерархию принципов различной степени общности, которая отражает иерархию самих физических объектов. Таким образом, по мере вычленения соответствующих уровней материи и по мере выявления связей разных уровней формируются различные принципы, но философские принципы выступают более фундаментальными в научном познании. Они обладают всеобщностью и универсальностью, ибо отражают всеобщую взаимосвязь и развитие объективной реальности безотносительно к конкретным формам и законам их проявления. Нет ни одной познавательной ситуации, в которой человек, так или иначе не пользовался бы философскими законами и категориями в методологической функции, то есть принципами. Вместе с тем абсолютно ясно, что при этом они заимствуются из предшествующей истории и задают нам ту или иную картину мира, которая при исследовании новых явлений может оказывать тормозящее влияние, но, тем не менее, в новом исследовании «нам все равно приходится применять понятия, причем мы поневоле вынуждены обращаться к тем, которые нам предлагает традиция» [Гейзенберг 1987:  226].

Современными мыслителями с достаточной очевидностью выявлена зависимость специально-научного познания от исходных философских предпосылок, лежащих в его основании философских представлений, идей и принципов. Конкретно-научное мышление не бывает философски беспредпосылочным, а непременно опирается на методолого-мировоззренческие представления, задающие весь строй мышления в соответствующей науке. Известный французский физик Л. Бриллюэн отмечает:  «Учёный всегда работает на основе некоторых философских предпосылок, и, хотя многие из них могут не осознавать этого, эти предпосылки в действительности определяют их общую позицию в исследовании» [Бриллюэн 1966: 11].

Историко-научный материал дает немало фактов воздействия философских идей на специально-научные открытия и другие формы генезиса физической науки [Борн 1977: 87; Бройль 1962:  306; Капица 1981:  178–179]. Итак, любой физик, независимо от того, осознает он этот факт или нет, включает в свой исследовательский арсенал «действительное содержание» мировоззренческих знаний, определяющих исходные пункты научного анализа и влияющих на его ход. Имплицитными, как правило, являются многие из числа наиболее фундаментальных представлений человека о действительности. Это значение, относительно которого часто существует интуитивное понимание, достаточно для решения практических задач, но недостаточно для словесного определения и пояснения. С позиции когнитивизма, мировоззренческие знания являются частью языковых знаний, которые нужны человеку не сами по себе, а в качестве средства познания [Залевская 2007:  39]. Знания связаны с образом мира у пользующегося языком индивида, являются достоянием его сознания и подсознания. Следуя трактовке образа мира как фундаментальной ориентировочной основы любой деятельности [Леонтьев 2001:  334], подразумеваем, что формирование его осуществляется из двух источников:  из опыта социальной группы, принятого и интериоризованного каждым индивидом, и из деятельности самого индивида в окружающем мире. Известное существование различных типологий и классификаций знаний свидетельствует о том, что специфика той или иной конкретной предметной области побуждает исследователей более детально описывать относящиеся к ней виды знаний. Динамика общенаучных подходов позволяет представить уровень развития конкретных представлений об обобщённом знании, зафиксированный в исходных пунктах научного анализа в виде философско-методологических принципов.

В качестве таких исходных философско-методологических принципов в данной работе осуществляется аргументированное выделение ведущих (при одновременном присутствии других) принципов историзма и структурности, используемых в основных научных подходах при онто-гносеологическом обосновании синтеза физической картины мира. Проводится анализ и учёт того обстоятельства, что в физическом познании применяются фундаментальные метатеоретические принципы, которые ориентируют на познание объекта как принадлежащего к определённой, изучаемой данным комплексом наук форме движения материи или же к какой-то достаточно общей стороне действительности. К такому роду фундаментальных принципов относят принципы соответствия, дополнительности, сохранения, единства симметрии и асимметрии, историзма, антропный принцип и другие. Эти принципы сначала рассматривались как принципы физики (теоретические принципы), так как впервые разработаны в физике (за исключением принципа симметрии, разработанного в кристаллографии), но со временем приобретая более общий характер, стали метатеоретическими. Поэтому метатеоретические принципы по ряду свойств, в частности по объёму, очень близки к философским принципам.

Примером такого перехода является как принцип симметрии, разработанный впервые в кристаллографии и впоследствии ставший общенаучным, общеметодологическим регулятивом научной работы физика-теоретика, так и описанный выше принцип дополнительности, связавший друг с другом два обособленных ряда физических величин; один из которых – классические (относились к движениям в стационарных состояниях), а другие – квантовые (относились к переходам между этими состояниями). Как было показано, принцип соответствия не только установил эту связь величин обоего рода в форме асимптотического перехода между ними, но и указал на далеко идущую аналогию между квантовыми и классическими теориями:  за каждой парой квантовых величин, характеризующих излучение (частота и интенсивность), стоял определённый член с его частотой и амплитудой ряда Фурье, в который может быть разложено классическое движение электрона в стационарном состоянии атома.

Этот принцип, как отмечалось, применявшийся первоначально Бором в качестве средства разрешения противоречий корпускулярно-волнового дуализма в квантовых объектах и использования понятий классической и квантовой физики, не сводимых друг к другу, в настоящее время является метатеоретическим. Бор предсказывал, что и «в других областях знаний мы встречаемся с ситуациями, напоминающими ситуацию в квантовой физике», что «требуют типично дополнительного способа в квантовой физике» [Бор 1971:  532].

Естественно, что принципы имеют определённую иерархию отношений теоретическое  метатеоретическое  философское, подобно иерархии единичное  особенное  всеобщее. Но в то же время нельзя представить дело так, что каждый нижележащий принцип есть результат простой дедукции вышележащего. Каждый уровень принципов научного познания и каждый отдельный принцип несут в себе специфическое содержание, не сводимое к другим уровням и не выводимое из них. Вместе с тем крайностью было бы игнорировать связь между уровнями методологических принципов и между отдельными принципами.

Особо следует остановиться на взаимосвязи (соотношении) в логико-гносеологических основаниях физической картины мира метатеоретических принципов и всеобщих принципов (философии). Взаимосвязь проявляется в том, что принципы физической картины мира выступают как конкретизация всеобщих философских принципов, являющихся выводами из всей человеческой практики и науки. Ни один истинный физический принцип не должен приходить в противоречие с философскими принципами. Так, в частности, начала механики Ньютона являются одним из конкретных выражений принципа всеобщей взаимосвязи. А взаимосвязь теоретических и метатеоретических принципов проявляется в том, что последние обогащаются и конкретизируются под влиянием развития физической теории.

Принципы различных наук, применяемые в том или ином познании, не конкурируют друг с другом. Напротив, каждая наука, опираясь на весь инструментарий имеющихся в её распоряжении познавательных средств, раскрывает в изучаемом объекте такие стороны, которые недоступны прочим наукам. Лишь вместе они способны дать исчерпывающе полное на данном этапе знание о конкретно-целом.

Принципы, применяемые в познании какого-либо объекта, выступают в монолитном единстве, образуя некоторую систему. Преувеличение какого-либо из возможных научных принципов или их абсолютизация недопустимы. Лишь на основании всех имеющихся подходов можно составить наиболее полное и непрерывно развивающееся представление об объекте исследования, его рациональный образ.

Имеет место также выделение эмпирических и теоретических принципов, хотя такое деление относительно. Эмпирические принципы отражают непосредственное бытие объекта, его свойства. В данном случае принцип выступает эмпирическим обобщением и закономерностью. Эмпирические принципы – это обобщение эмпирических фактов:  обобщение экспериментальных опытов Майкельсона-Морли – принцип постоянства скорости света; утверждение о распространении взаимодействия дискретных тел через реальную среду – принцип близкодействия.

По характеру функционирования, месту в теоретической системе принципы, как отмечалось, делятся на исходные (синтетические) и регулятивные. Исходный (синтетический) принцип определяется как основополагающее положение, вокруг которого синтезируются все другие элементы теории, то есть системообразующее, синтезирующее начало физической картины мира. Иными словами, данный принцип является некоторой предварительной точкой зрения (ad-hoc допущением), в содержании которой аккумулируются все предыдущие знания как вывод из всего научного познания и которая позволяет скоординировать и отобрать для построения научной теории факты. В этом смысле близкими, практически тождественными понятию «исходный принцип» являются понятия «фундаментальная идея теории», «основная идея теории», «фундаментальный принцип» и «руководящая идея». Так, Н. В. Овчинников пишет:  «Фундаментальные принципы научного знания с одной стороны – это исходные принципы теории, а с другой – общие законы природы» [Овчинников 1988: 143].

Исходный (синтетический) принцип или руководящая идея теории – это основополагающее положение, вокруг которого синтезируются все другие элементы теории. По логике вещей основная идея теории должна быть сформулирована в начале теоретического исследования. Но И. А. Андреев, в частности, утверждает, что «основная идея теории это теоретическое положение, которое не может быть сформулировано в самом начале исторического процесса изучения данной предметной области, а лишь после того, как раскрыты более глубокие связи, закономерности объекта познания» [Андреев 1979:  81–82].

Итак, исходные (синтетические) принципы выступают как системообразующее, синтезирующее начало физической картины мира. Например, если мы говорим о механистической картине мира, то это означает, что Мир предстаёт перед исследователем как совокупность механических процессов, представленных в соответствующих принципах. То есть системы принципов образуют такие «фокальные понятия (по аналогии с понятием «фокальная точка оптической системы»), которые являются той «фокусирующей клеточкой», в которой сосредоточены смысл и значимость данной картины мира» [Бляхер 1976: 49]. Сама же физическая картина мира выступает как разворачивание этого «фокального понятия» в систему содержательных утверждений.

Поэтому отыскивание новых научных принципов всегда рассматривалось ведущими физиками как одна из первостепенных задач синтеза физической картины мира, а при сомнительной действительной целостности взгляда на мир картина мира становится предметом логического конструирования. В связи с появлением специальной (1905 г.) и общей (1916 г.) теорий относительности, а также парадоксальных для физиков гносеологических высказываний Эйнштейна роль исходных принципов определяется так, что от того, какие принципы положены в основу познания, зависит будущность полученных знаний, теорий, образа реальной действительности – физической картины мира, степень её соответствия реальности. Рассматривая теорию так же, как и до него, то есть как математический вывод из исходных начал, Эйнштейн, вопреки Ньютону и всем сторонникам эмпиризма в физике [Эйнштейн 1965:  63] впервые в ясной форме выразил необычное для физиков мнение о том, что для построения теории нужны не столько опыты, сколько принципы, являющиеся «свободным творением человеческого ума, которое нельзя оправдать ни природой самого человеческого ума, ни тем более как-то априори» [Там же:  62]. В данной связи Эйнштейном неоднократно отмечалось, что «до тех пор, пока принципы, служащие служить основой для дедукции, не найдены, отдельные опытные факты теоретику бесполезны, ибо он не в состоянии ничего предпринять с отдельными эмпирическими установленными общими закономерностями. Наоборот, он застывает в беспомощном состоянии перед единичными результатами эмпирического исследования до тех пор, пока не раскроются принципы, которые он сможет сделать основой для своих дедуктивных построений» [Эйнштейн 1967 б:  15].

Ф. Франк также отмечал, что принципы являются продуктом творческой способности человека, продуктом его воображения; правильность же теории может быть установлена только эмпирическим путем и лишь после того, как теория создана [Франк 1960:  112–113]. Это придает исходному (синтетическому) принципу смысл своеобразной общей посылки дедуктивного умозаключения, под которую подставляются конкретные факты, вся система понятий, законов и других принципов.

Таким образом, анализ происхождения физических принципов свидетельствует о том, что выяснение сущности синтеза физической картины мира предполагает, в частности, конкретизацию метатеоретических принципов, лежащих в логико-гносеологическом основании физической картины мира на уровне собственно физических теорий как систем онтологических утверждений и допущений, отчасти выявляемых на основе индукции эмпирических фактов. С развитием последних происходит и конкретизация, уточнение содержания теоретических принципов, а при смене мировоззренческой установки, что проявляется в усилении регулятивной функции одного из философских принципов на фоне остальных, происходит замена одних теоретических принципов другими.

В логико-гносеологических основаниях физической картины мира регулятивная функция философских [всеобщих] принципов выражается в метатеоретических принципах физической картины мира. Взаимосвязь метатеоретических принципов физической картины мира с философскими [всеобщими] принципами и теоретическими синтетическими принципами фундаментальной теории выражается, как  1) конкретизация философских принципов в принципах физической картины мира; 2) влияние развития физической теории на обогащение и конкретизацию метатеоретических принципов. Вместе с тем, среди философских принципов, конкретизированных в логически конструируемой физической картине мира, ведущими (при одновременном присутствии других) в данной работе мы выделяем принципы историзма и структурности, выражающие два основных подхода в получении и обосновании физического знания.

Таким образом, при анализе регулятивной функции принципов теоретические (синтетические) принципы представляются в нашей иерархии принципов низшей формой синтеза, так как высшая форма синтеза физической картины мира осуществляется философскими принципами, поскольку именно они отражают всеобщую взаимосвязь и развитие объективной реальности безотносительно конкретных форм и законов их проявления, обеспечивая единство научного знания и выражая целостность Природы.

Анализируя синтетическую функцию принципа, которая выражается в осмыслении, оценке другого знания как функция фундаментального, исходного начала теории, мы представляем тем самым логическую форму принципа в качестве «гносеологической призмы» в основании метатеоретической конструктивности [Мануйлов 2003:  104–121]. Поэтому формулировка нового принципа происходит уже на основе синтеза известных положений. При этом область связанных между собой исходных принципов представляет собой область физической картины мира. Именно в такой системе принципов и сосредоточены смысл и значимость данной картины мира.


ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ПОДХОДЫ

ОНТО-ГНОСЕОЛОГИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ

СИНТЕЗА ФИЗИЧЕСКОЙ КАРТИНЫ МИРА